Question

【题目】在用DIS研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组先用如图(a)所示的实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器，位移传感器(发射器)随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器(接收器)固定在轨道一端。实验中力传感器的拉力为F，保持小车(包括位移传感器发射器)的质量不变，改变重物重力重复实验若干次，得到加速度与外力的关系如图(b)所示。（数值结果保留2位小数）

（1）小车与轨道的滑动摩擦力f=________N。

（2）从图象中分析，小车(包括位移传感器发射器)的质量为_________kg。

（3）该实验小组为得到a与F成正比的关系，应将斜面的倾角θ调整到tanθ=___________。

（4）该实验是否需要满足条件：重物的质量远小于小车质量？答：__________（填“是”或“否”）。

Answer 1

【答案】0.67（0.60-0.70） 0.67（0.66，0.67，0.68） 0.10（0.09，0.10，0.11） 否

【解析】

对小车受力分析结合图像，根据平衡力的关系即可求出

（1）[1]对小车进行受力分析可得：

即：

结合图象当a=0时：

f=F=0.67N

（2）[2]图象斜率，所以质量

（3）[3]当a与F成正比时，需要平衡摩擦力，当斜面倾斜时，记小车与斜面的滑动摩擦因数为μ，对小车进行受力分析，在垂直斜面方向：

沿斜面方向：

（4）[4]因为实验中力传感器可准确测出拉力F的大小，因此不需要重物的质量远小于小车质量。